超細(xì)納米粉末煅燒爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的高溫爐子的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)超細(xì)納米粉末的高溫制備。
【背景技術(shù)】
[0002]納米材料的晶體結(jié)構(gòu)和尺寸對于其物理和化學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。通常為了得到超細(xì)的納米顆粒，只能在很低的燒結(jié)溫度下制備，而高溫制備雖然可以有效的改善晶體結(jié)構(gòu)，但是會帶來顆粒尺寸的急劇增大。雖然也有一系列化學(xué)方法可以實(shí)現(xiàn)低溫下超細(xì)納米粉末的制備，但是方法復(fù)雜，通常無法實(shí)現(xiàn)大量制備。同時還有不少的材料還沒有有效的低溫化學(xué)制備工藝。如何能通過高溫?zé)Y(jié)的工藝獲得良好的晶體結(jié)構(gòu)，同時顆粒尺寸能獲得有效的限制而不隨燒結(jié)溫度的升高而增大時迫切需要解決的問題。我們設(shè)計了一種在燒結(jié)過程中內(nèi)膽能旋轉(zhuǎn)的爐子，內(nèi)膽壁的擋片類似旋轉(zhuǎn)的葉片，可以將需要高溫?zé)Y(jié)晶化的粉末材料不斷的揚(yáng)到內(nèi)膽中部充分分散，阻止顆粒的長大。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于提供一種超細(xì)納米粉末煅燒爐，其內(nèi)膽能旋轉(zhuǎn)，用于超細(xì)納米粉末材料的制備。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，包括爐體，放置在爐體內(nèi)部且與爐體內(nèi)壁相連的內(nèi)膽，旋轉(zhuǎn)控制部件，超細(xì)納米粉末放置在內(nèi)膽中，
[0005]爐體，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細(xì)納米粉末燒結(jié)所需的高溫環(huán)境；
[0006]旋轉(zhuǎn)控制部件，包括貫穿爐體和內(nèi)膽的轉(zhuǎn)軸，與轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)，通過控制電路實(shí)現(xiàn)對內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)的控制；
[0007]內(nèi)膽，通過內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)，不間斷的將燒結(jié)的超細(xì)納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內(nèi)膽中間。
[0008]優(yōu)選的，爐體采用圓筒狀結(jié)構(gòu)，其兩端密封，內(nèi)膽通過轉(zhuǎn)軸與外界連通。
[0009]優(yōu)選的，爐體加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進(jìn)行控溫。
[0010]優(yōu)選的，內(nèi)膽具有圓筒狀結(jié)構(gòu)，兩端連接轉(zhuǎn)軸；內(nèi)膽壁上設(shè)有傾斜的擋板，在內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內(nèi)膽中部充分分散。
[0011]有益效果:
[0012]利用本發(fā)明設(shè)計的爐子，可以實(shí)現(xiàn)粉末顆粒樣品在高溫?zé)Y(jié)過程中盡可能的分散，避免顆粒間的結(jié)合導(dǎo)致的顆粒尺寸長大，獲得結(jié)晶良好的尺寸在納米尺度的粉末顆粒樣品。該方法操作簡單，不需要復(fù)雜的工藝，易于控制，可用于高質(zhì)量納米粉末樣品的制備。
【附圖說明】
[0013]圖la為超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐的軸向結(jié)構(gòu)示意圖，
[0014]圖lb為為橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]1-爐體
[0016]2-內(nèi)膽 21-內(nèi)膽壁
[0017]3-擋板
[0018]4-轉(zhuǎn)軸
[0019]5-超細(xì)納米粉末
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]本發(fā)明提供的超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，包括爐體1，放置在爐體內(nèi)部且與爐體1內(nèi)壁相連的內(nèi)膽2，旋轉(zhuǎn)控制部件，超細(xì)納米粉末放置在內(nèi)膽中，其中，
[0022]爐體1，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細(xì)納米粉末燒結(jié)所需的高溫環(huán)境；
[0023]旋轉(zhuǎn)控制部件，包括貫穿爐體1和內(nèi)膽2的轉(zhuǎn)軸4，與轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)，通過控制電路實(shí)現(xiàn)對內(nèi)膽2旋轉(zhuǎn)的控制；
[0024]內(nèi)膽2，通過內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)，不間斷的將燒結(jié)的超細(xì)納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內(nèi)膽中間。
[0025]爐體1采用圓筒狀結(jié)構(gòu)，其兩端密封，內(nèi)膽2通過轉(zhuǎn)軸4與外界連通。
[0026]爐體1加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進(jìn)行控溫。
[0027]內(nèi)膽具有圓筒狀結(jié)構(gòu)，兩端連接轉(zhuǎn)軸；內(nèi)膽壁21上設(shè)有傾斜的擋板3，在內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內(nèi)膽中部充分分散。
[0028]1.鐵酸鉍超細(xì)納米粉末的制備
[0029]鐵酸鉍是一種同時具有高于室溫的鐵電性和反鐵磁性的多鐵性氧化物，需要通過制備顆粒尺寸小于其螺旋周期64納米獲得宏觀的弱鐵磁性。高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)致其顆粒尺寸急劇增大。
[0030]采用本發(fā)明的爐子，可以將低溫?zé)Y(jié)已經(jīng)成相的鐵酸鉍超細(xì)納米粉末材料放入內(nèi)膽中，通過內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致鐵酸鉍納米粉末材料不斷的被內(nèi)膽壁的擋板帶到爐子的高處，隨后由于重力而下落，內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)處于較高的速度，例如1轉(zhuǎn)/秒，盡量減少粉末在內(nèi)膽壁堆積停留的時間，保持其在內(nèi)膽中處于充分分散狀態(tài)。將爐溫升高到700度，保溫5小時。通過本發(fā)明設(shè)計的爐子的燒結(jié)，鐵酸鉍納米粉末材料既有良好的晶體結(jié)構(gòu)，同時又能保持超細(xì)的納米顆粒尺寸。
[0031]2.鐵氧體超細(xì)粉體的制備
[0032]超順磁的鐵氧體材料與很多現(xiàn)代科技密切相關(guān)，例如磁流體技術(shù)，核磁共振成相等。鐵氧體的磁性與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。要獲得良好的亞鐵磁性，鐵氧體材料必須要有良好的晶體結(jié)構(gòu)，而這通常需要較高的燒結(jié)溫度，但是高溫的燒結(jié)又會導(dǎo)致其顆粒尺寸的增大，大于超順磁性的臨界值，破壞其超順磁性。通常的制備都是采用低溫下的化學(xué)方法。
[0033]采用本發(fā)明設(shè)計的內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)的爐子，可以將在低溫下燒結(jié)已經(jīng)成相的鐵氧體納米粉末材料，放入爐子內(nèi)膽，將溫度升高到800度到1200度，通過在燒結(jié)過程中爐子內(nèi)膽的快速旋轉(zhuǎn)，將鐵氧體粉末材料充分分散在爐子內(nèi)膽的中部空間，避免顆粒之間的長時間接觸，這樣既可以在高溫下獲得充分的晶化，同時又可以保持顆粒的尺寸小于臨界值而獲得超順磁性。
[0034]本發(fā)明提供了一種在燒結(jié)過程中防止顆粒間長時間接觸導(dǎo)致晶粒長大的超細(xì)納米粉末材料煅燒爐的設(shè)計，通過在爐體內(nèi)膽設(shè)計有一定傾斜的葉片，在爐子內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)過程中，要燒結(jié)的超細(xì)粉末被帶到內(nèi)膽頂部，然后由于重力作用傾倒而下，在內(nèi)膽空間充分散開，隨著內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)周而復(fù)始，使得燒結(jié)過程中粉體在爐體中部充分散開，避免了顆粒間長時間接觸導(dǎo)致的晶粒長大，從而實(shí)現(xiàn)顆粒尺寸不長大，同時通過高溫?zé)Y(jié)獲得良好晶體結(jié)構(gòu)的超細(xì)納米粉末的制備。
[0035]本發(fā)明提供了一種簡單實(shí)用的超細(xì)納米粉體材料燒結(jié)制備的思路及實(shí)施方法，具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，例如內(nèi)膽和爐體的形狀可以做進(jìn)一步的改進(jìn)，在本發(fā)明爐子的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通入各種氣體等，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，包括爐體(1 )，放置在爐體內(nèi)部且與爐體(1)內(nèi)壁相連的內(nèi)膽(2)，旋轉(zhuǎn)控制部件，超細(xì)納米粉末放置在內(nèi)膽中，其特征在于: 爐體(1 )，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細(xì)納米粉末燒結(jié)所需的高溫環(huán)境； 旋轉(zhuǎn)控制部件，包括貫穿爐體(1)和內(nèi)膽(2)的轉(zhuǎn)軸(4)，與轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)，通過控制電路實(shí)現(xiàn)對內(nèi)膽(2)旋轉(zhuǎn)的控制； 內(nèi)膽(2)，通過內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)，不間斷的將燒結(jié)的超細(xì)納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內(nèi)膽中間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，其特征在于，爐體(1)采用圓筒狀結(jié)構(gòu)，其兩端密封，內(nèi)膽(2)通過轉(zhuǎn)軸(4)與外界連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，其特征在于，爐體(1)加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進(jìn)行控溫。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，其特征在于，內(nèi)膽具有圓筒狀結(jié)構(gòu)，兩端連接轉(zhuǎn)軸；內(nèi)膽壁(21)上設(shè)有傾斜的擋板(3)，在內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內(nèi)膽中部充分分散。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超細(xì)納米粉末煅燒旋轉(zhuǎn)爐，包括爐體(1)，放置在爐體內(nèi)部且與爐體(1)內(nèi)壁相連的內(nèi)膽(2)，旋轉(zhuǎn)控制部件，超細(xì)納米粉末放置在內(nèi)膽中，爐體(1)，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細(xì)納米粉末燒結(jié)所需的高溫環(huán)境；旋轉(zhuǎn)控制部件，包括貫穿爐體(1)和內(nèi)膽(2)的轉(zhuǎn)軸(4)，與轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)，通過控制電路實(shí)現(xiàn)對內(nèi)膽(2)旋轉(zhuǎn)的控制；內(nèi)膽(2)，通過內(nèi)膽的旋轉(zhuǎn)，不間斷的將燒結(jié)的超細(xì)納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內(nèi)膽中間。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了顆粒尺寸不長大，同時通過高溫?zé)Y(jié)獲得良好晶體結(jié)構(gòu)的超細(xì)納米粉末的制備。
【IPC分類】F27B7/10, F27B7/22, F27B7/42, F27B7/26
【公開號】CN105258498
【申請?zhí)枴緾N201510755653
【發(fā)明人】徐慶宇
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月9日